本實用新型屬于巖土工程技術領域，特別涉及一種適用于巖質(zhì)邊坡支護與全程監(jiān)測的新型智能錨索體系。

背景技術：

預應力錨索目前是巖土工程中邊坡支護中最常見的技術手段，預應力錨索可以主動加固巖土體，有效增大巖體穩(wěn)定安全系數(shù)，保證工程建設和運行期的安全。例如，典型的無粘結(jié)錨索結(jié)構如圖1所示，其主要特點有以下幾個方面：

1)無粘結(jié)預應力錨索采用的是無粘結(jié)鋼絞線1’，在普通鋼絞線外面套了一層PE的塑料套管，內(nèi)注滿黃油，可以有效地預防鋼絞線腐蝕；

2)由于鋼絞線外面有一層塑料套管，鋼絞線在套管中可以自由移動，利用這個特性，在鋼絞線端部鐓頭下安裝內(nèi)錨頭2’，在進行預應力張拉的時候，鋼絞線端頭壓在內(nèi)錨頭上，是內(nèi)錨頭在巖體上形成壓應力，屬于壓力性錨索；

3)應用無粘結(jié)鋼絞線的錨索，一般都采用一次注漿的施工方式，與粘結(jié)性錨索相比，無粘結(jié)錨索施工簡便、快捷、效率高，能夠?qū)吰录皶r進行加固；

4)由于無粘結(jié)錨索采用了無粘結(jié)鋼絞線，鋼絞線外面有一層塑料套，使得鋼絞線能夠隨著巖體變形進行應力調(diào)整。

目前，巖質(zhì)邊坡支護中所采用的預應力錨索的監(jiān)測主要是利用安裝在外錨頭的錨索測力計進行錨索預應力的監(jiān)測，但是由于無粘結(jié)錨索主要采用的是一次注漿的施工工藝，全長注漿之后才進行預應力錨索的張拉，預應力的傳遞由于孔道摩阻作用，導致深部錨索所受的張拉力要小于外錨頭附近錨索的張拉力，隨著錨索深度越大，錨索所受張拉力越小。因此，目前的錨索測力計所監(jiān)測到的結(jié)果很難反應預應力錨索的實際工作狀態(tài)。因此，亟需開發(fā)一種新型的預應力錨索監(jiān)測裝置，能夠有效地監(jiān)測預應力錨索全程的受力變形特征，及時掌握預應力錨索工作性狀，并間接反應邊坡巖體的變形，為工程運行的安全與可靠提供重要的評價依據(jù)。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種適用于巖質(zhì)邊坡支護與全程監(jiān)測的錨索體系，其能夠?qū)︻A應力錨索在長期服役過程中的鋼絞線全程受力變形進行監(jiān)測，可以真實反應錨索服役性狀及邊坡巖體在預應力錨索長度范圍內(nèi)的變形情況。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術方案：

一種適用于巖質(zhì)邊坡支護與全程監(jiān)測的智能錨索體系，它包括內(nèi)錨頭和外錨頭，二者之間通過若干鋼絞線固定連接，該鋼絞線套設有充填防銹油脂的套管，其中：

該內(nèi)錨頭位于錨索鉆孔內(nèi)端，貫穿設有若干絞線孔和導線孔；各鋼絞線穿設于對應的絞線孔中，且各鋼絞線的內(nèi)端設有鐓頭，該鐓頭與該內(nèi)錨頭內(nèi)端面之間設有第一測力計；該第一測力計套設在該鋼絞線外周，且該第一測力計的線纜穿設于對應的導線孔中；

該外錨頭位于該錨索鉆孔外端，包括錨墩，該錨墩與該錨索鉆孔外壁緊貼，該錨墩外側(cè)面依次設有墊板和錨板，該墊板和錨板之間設有第二測力計；該鋼絞線依次穿過該錨墩、墊板、第二測力計，外端固定于該錨板上；

各鋼絞線位于該錨索鉆孔內(nèi)部的部分沿長度方向間隔套設有若干張拉力傳感器，各張拉力傳感器外部罩設有保護罩，該張拉力傳感器的線纜由該保護罩外端穿出。

進一步的，所述內(nèi)錨頭和所述錨墩的截面均呈等腰梯形。

進一步的，所述內(nèi)錨頭內(nèi)端設有內(nèi)保護罩，所述鐓頭、第一測力計和鋼絞線的內(nèi)端均位于該內(nèi)保護罩內(nèi)部。

進一步的，所述錨墩外側(cè)設有外保護罩，所述墊板、第二測力計、錨板和鋼絞線的外端均位于該外保護罩內(nèi)部。

本實用新型的有益效果是：通過本實用新型的實施，在邊坡支護中的預應力錨索不僅僅是邊坡加固措施中的一部分，而且也能利用該錨索進行預應力錨索全程的應力應變監(jiān)測，從另外一個方面也能夠了解邊坡不同深度巖體的變形情況，從而真正了解邊坡的應力變形場，為錨固邊坡運行安全與可靠提出重要的技術支撐。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有的無粘結(jié)預應力錨索的結(jié)構示意圖。

圖2是本實用新型適用于巖質(zhì)邊坡支護與全程監(jiān)測的智能錨索體系的結(jié)構示意圖。

圖3是本實用新型適用于巖質(zhì)邊坡支護與全程監(jiān)測的智能錨索體系的第一測力計處的結(jié)構示意圖。

圖4是本實用新型適用于巖質(zhì)邊坡支護與全程監(jiān)測的智能錨索體系的第二測力計處的結(jié)構示意圖。

圖5是本實用新型適用于巖質(zhì)邊坡支護與全程監(jiān)測的智能錨索體系的張拉力傳感器處的結(jié)構示意圖。

具體實施方式

以下配合附圖對本實用新型進行進一步的說明，然而并非用以限制本實用新型的實施范圍。

如圖2所示，本實用新型提供一種適用于巖質(zhì)邊坡支護與全程監(jiān)測的智能錨索體系，它包括內(nèi)錨頭1和外錨頭2，二者之間通過若干鋼絞線3固定連接，該鋼絞線3套設有充填防銹油脂的套管。

如圖3所示，該內(nèi)錨頭1位于錨索鉆孔4內(nèi)端，貫穿設有若干絞線孔11和導線孔12。各鋼絞線3穿設于對應的絞線孔11中，且各鋼絞線3的內(nèi)端設有鐓頭31，該鐓頭31與該內(nèi)錨頭1內(nèi)端面之間設有第一測力計5。該第一測力計5套設在該鋼絞線3外周，且該第一測力計5的線纜穿設于對應的導線孔12中。該內(nèi)錨頭1內(nèi)端設有內(nèi)保護罩13，該鐓頭31、第一測力計5和鋼絞線3的內(nèi)端均位于該內(nèi)保護罩13內(nèi)部，以防止鐓頭31、第一測力計5和鋼絞線3的內(nèi)端受到腐蝕。

如圖4所示，該外錨頭2位于該錨索鉆孔4外端，包括錨墩21，該錨墩21與該錨索鉆孔4外壁緊貼，該錨墩21外側(cè)面依次設有墊板22和錨板23，該墊板22和錨板23之間設有第二測力計6。該鋼絞線3依次穿過該錨墩21、墊板22、第二測力計6，外端固定于該錨板23上。進一步的，該內(nèi)錨頭1和該錨墩21的截面均呈等腰梯形。另外，該錨墩21外側(cè)設有外保護罩24，該墊板22、第二測力計6、錨板23和鋼絞線3的外端均位于該外保護罩24內(nèi)部，以防止墊板22、第二測力計6、錨板23和鋼絞線3的外端受到腐蝕。

如圖5所示，各鋼絞線3位于該錨索鉆孔4內(nèi)部的部分沿長度方向間隔套設有若干張拉力傳感器7，各張拉力傳感器7外部罩設有保護罩71，該張拉力傳感器7的線纜由該保護罩71外端穿出。

本實用新型的第一測力計5、第二測力計6和張拉力傳感器7的纜線連接到外錨頭的外部設備，以對第一測力計5、第二測力計6和張拉力傳感器7的數(shù)據(jù)進行采集。

本實用新型在新型預應力錨索內(nèi)錨頭結(jié)構的基礎上，整合新型的預應力內(nèi)錨頭受力監(jiān)測設備、鋼絞線全程受力變形監(jiān)測技術、預應力錨索內(nèi)外錨頭防腐系統(tǒng)以及監(jiān)測傳感器長期耐久性防護技術，形成新的智能預應力錨索體系，使其能夠?qū)︻A應力錨索在長期服役過程中的鋼絞線全程受力變形進行監(jiān)測，一方面可以真實反應錨索服役性狀，另一方面也可以反應邊坡巖體在預應力錨索長度范圍內(nèi)的變形情況。

本實用新型還提供一種適用于巖質(zhì)邊坡支護與全程監(jiān)測的智能錨索體系的固定方法，它包括下列步驟：

A.在鋼絞線3外部沿長度方向套設安裝若干張拉力傳感器7并進行測試，并在各張拉力傳感器7外部安裝保護罩71；

B.對安裝張拉力傳感器7的鋼絞線3進行編索，穿入內(nèi)錨頭1的絞線孔11中，并在內(nèi)錨頭1內(nèi)側(cè)端面與鋼絞線3的鐓頭31之間安裝第一測力計5，并套好內(nèi)保護罩13；

C.將錨索整體放入錨索鉆孔4安裝定位，向錨索鉆孔4內(nèi)注漿；

D.在錨索鉆孔4中漿液凝固之后，在錨索鉆孔4外壁安裝錨墩21，并在錨墩21外側(cè)依次安裝墊板22、第二測力計6及錨板23，并使鋼絞線3依次穿過錨墩21、墊板22、第二測力計6及錨板23；

E.對鋼絞線3進行預應力錨索張拉，并記下第一測力計5、第二測力計6和張拉力傳感器7在同一時間點的隨張拉過程而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)；

F.根據(jù)張拉過程中采集得到的第一測力計5、第二測力計6和張拉力傳感7器的數(shù)據(jù)，確定監(jiān)測初值，作為預應力錨索運行過程中的初始值；

G.將鋼絞線3外端固定于錨板23上，檢查第一測力計5、第二測力計6和張拉力傳感器7的線纜之后，在錨墩21外側(cè)安裝外保護罩24。

另外，上述適用于巖質(zhì)邊坡支護與全程監(jiān)測的錨索體系的固定方法，還包括步驟H.通過第一測力計5、第二測力計6和張拉力傳感器7的數(shù)據(jù)實時監(jiān)測預應力錨索不同位置的受力情況。

本實用新型所設計的適用于巖質(zhì)邊坡支護與長期全程監(jiān)測的智能錨索體系，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)正常錨索的支護功能，而且還能利用錨索中的鋼絞線，進行預應力錨索中鋼絞線全程的受力變形性狀監(jiān)測，掌握預應力錨索在服役期間的運行狀態(tài)，進而可利用這些監(jiān)測資料對邊坡支護體系可靠性進行評價。

另一個方面，利用得到的預應力錨索中鋼絞線全程的受力變形性狀監(jiān)測資料，可以得到邊坡加固區(qū)域巖體不同深度的變形特性，結(jié)合邊坡區(qū)域內(nèi)若干個新型的預應力全程監(jiān)測錨索，利用高精度差值分析可以得到整個巖質(zhì)邊坡的不同深度位移場，從而利用該信息對邊坡的安全運行狀態(tài)進行可靠的評價。

本實用新型的提出，解決了目前預應力錨索監(jiān)測的難題，使預應力錨索監(jiān)測水平有了較大的提升。因此，將該實用新型專利應用于實際的巖質(zhì)邊坡支護中，可以取得顯著的經(jīng)濟效益與社會效益。

需要指出的是，上述實施方式僅僅是可能的實施例，是為了清楚地理解本實用新型的原理而提出的?？梢栽诓槐畴x本實用新型原理和范圍的情況下對上述本實用新型的實施方式進行許多變化和修改。所有這些修改和變化都包括在本實用新型揭示的范圍中，并且受到所附權利要求的保護。